การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน
การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการควบคุมที่จุลินทรีย์ย่อยวัสดุอินทรีย์โดยไม่มีออกซิเจน สามารถเปลี่ยนเศษอาหาร มูลสัตว์ ของแข็งจากน้ำเสีย และวัตถุดิบอื่นให้เป็นก๊าซชีวภาพและไดเจสเตต
การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไร
การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการชีวภาพที่มีการจัดการเพื่อย่อยวัสดุอินทรีย์โดยไม่มีออกซิเจน มันเกิดตามธรรมชาติในพื้นที่ชุ่มน้ำ หลุมฝังกลบ และกระเพาะสัตว์ แต่ถังย่อยที่ออกแบบโดยวิศวกรรมควบคุมอุณหภูมิ การกวน วัตถุดิบ และเวลาคงอยู่ เพื่อให้เก็บก๊าซและวัสดุที่เหลือได้อย่างมีประโยชน์
ลำดับจุลินทรีย์
การย่อยเกิดผ่านขั้นจุลินทรีย์ที่เชื่อมกัน Hydrolysis แตกโมเลกุลใหญ่เป็นโมเลกุลเล็ก Acidogenesis และ acetogenesis เปลี่ยนผลิตภัณฑ์เหล่านั้นเป็นกรด แอลกอฮอล์ ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้นเมทาโนเจนสร้างก๊าซชีวภาพที่มีมีเทนสูง หากขั้นหนึ่งเร็วกว่าอีกขั้นมากเกินไป ถังย่อยอาจไม่เสถียร
ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพเป็นก๊าซเชื้อเพลิงที่ประกอบด้วยมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหลัก พร้อมไอน้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และก๊าซร่องรอยในปริมาณน้อย มันสามารถถูกเผาเพื่อให้ความร้อนหรือผลิตไฟฟ้า ใช้ในระบบผลิตความร้อนและไฟฟ้าร่วม หรือทำความสะอาดและยกระดับเป็นไบโอมีเทนหรือก๊าซธรรมชาติหมุนเวียน
ไดเจสเตต
ไดเจสเตตคือวัสดุที่เหลือหลังการย่อย ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและการบำบัด มันอาจถูกแยกเป็นส่วนของเหลวและของแข็ง แล้วใช้เป็นปุ๋ย สารปรับปรุงดิน วัสดุรองนอน หรือวัตถุดิบสำหรับทำปุ๋ยหมักต่อ ต้องจัดการอย่างระมัดระวัง เพราะธาตุอาหาร กลิ่น เกลือ เชื้อโรค และสารปนเปื้อนยังอาจสำคัญ
ระบบฟาร์มและเศษอาหาร
ถังย่อยในภาคเกษตรมักใช้มูลสัตว์ และอาจเติมเศษอาหารหรือไขมันเพื่อเพิ่มการผลิตก๊าซ การย่อยร่วมนี้ช่วยเศรษฐศาสตร์ได้ แต่ก็เปลี่ยนธาตุอาหาร กลิ่น การขนส่งด้วยรถบรรทุก ความเสี่ยงปนเปื้อน และเสถียรภาพของกระบวนการ สัญญาวัตถุดิบและการตรวจติดตามที่ดีจึงสำคัญพอ ๆ กับตัวถัง
ระบบน้ำเสียและเทศบาล
โรงบำบัดน้ำเสียจำนวนมากใช้ถังย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อทำให้ของแข็งจากน้ำเสียเสถียร ก๊าซชีวภาพช่วยให้ความร้อนแก่ถังย่อยหรือผลิตไฟฟ้าใช้ในพื้นที่ได้ ระบบเทศบาลอาจรับของเหลวเศษอาหารเพิ่มด้วย แต่ต้องมีการปรับสภาพเบื้องต้น ควบคุมการปนเปื้อน ใบอนุญาต และความจุสำหรับภาระอินทรีย์เพิ่มเติม
ประโยชน์และข้อจำกัดด้านภูมิอากาศ
การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนอาจลดการปล่อยมีเทนได้เมื่อเก็บก๊าซที่อาจหลุดจากบ่อมูลสัตว์ หลุมฝังกลบ หรือเศษอาหารที่ย่อยสลาย ประโยชน์ขึ้นอยู่กับการควบคุมการรั่ว พลังงานที่ใช้ เชื้อเพลิงที่ถูกแทนที่ การจัดการไดเจสเตต และระบบนั้นส่งเสริมการป้องกันขยะหรือเพียงจัดการขยะหลังเกิดขึ้นแล้ว
การออกแบบและการเดินระบบ
ถังย่อยแตกต่างตามวัตถุดิบและอุณหภูมิ แบบที่พบบ่อยได้แก่ บ่อลากูนปิดคลุม ถัง plug-flow ถังผสมสมบูรณ์ และระบบของแข็งสูง ผู้เดินระบบต้องจัดการ pH ความเป็นด่าง อุณหภูมิ ของแข็ง การกวน อัตราป้อน เวลาคงอยู่ การจัดการก๊าซ อุปกรณ์ความปลอดภัย และชีววิทยาของชุมชนจุลินทรีย์
ทำไมจึงสำคัญ
การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนอยู่ตรงกลางระหว่างการจัดการของเสีย พลังงานหมุนเวียน เกษตรกรรม การบำบัดน้ำเสีย และนโยบายภูมิอากาศ มันไม่ใช่เหตุผลให้ทิ้งอาหารหรือมองข้ามการลดขยะและการทำปุ๋ยหมัก แต่สามารถกู้คืนคุณค่าจากวัสดุอินทรีย์ที่หลีกเลี่ยงได้ยากอยู่แล้ว